CN101909553A - 用于控制矫形外科关节的方法 - Google Patents

用于控制矫形外科关节的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101909553A
CN101909553A CN2008801240772A CN200880124077A CN101909553A CN 101909553 A CN101909553 A CN 101909553A CN 2008801240772 A CN2008801240772 A CN 2008801240772A CN 200880124077 A CN200880124077 A CN 200880124077A CN 101909553 A CN101909553 A CN 101909553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
damping
specific function
parameter
aforesaid right
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2008801240772A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101909553B (zh
Inventor
M·布施
H·博伊坦
S·扎林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otto Bock Healthcare GmbH
Original Assignee
Otto Bock Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otto Bock Healthcare GmbH filed Critical Otto Bock Healthcare GmbH
Publication of CN101909553A publication Critical patent/CN101909553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101909553B publication Critical patent/CN101909553B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4851—Prosthesis assessment or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/74—Operating or control means fluid, i.e. hydraulic or pneumatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/74—Operating or control means fluid, i.e. hydraulic or pneumatic
    • A61F2/741—Operating or control means fluid, i.e. hydraulic or pneumatic using powered actuators, e.g. stepper motors or solenoids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2/64—Knee joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2/66—Feet; Ankle joints
    • A61F2/6607—Ankle joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2002/5003—Prostheses not implantable in the body having damping means, e.g. shock absorbers
    • A61F2002/5006—Dampers, e.g. hydraulic damper
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2002/5016—Prostheses not implantable in the body adjustable
    • A61F2002/5033—Prostheses not implantable in the body adjustable for adjusting damping
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2002/5016—Prostheses not implantable in the body adjustable
    • A61F2002/5035—Prostheses not implantable in the body adjustable for adjusting volume flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2002/6818—Operating or control means for braking
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A61F2002/701—Operating or control means electrical operated by electrically controlled means, e.g. solenoids or torque motors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A61F2002/704—Operating or control means electrical computer-controlled, e.g. robotic control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means
    • A61F2002/7625—Measuring means for measuring angular position
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means
    • A61F2002/763—Measuring means for measuring spatial position, e.g. global positioning system [GPS]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means
    • A61F2002/7635—Measuring means for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means
    • A61F2002/764—Measuring means for measuring acceleration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means
    • A61F2002/7645—Measuring means for measuring torque, e.g. hinge or turning moment, moment of force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F2005/0132—Additional features of the articulation
    • A61F2005/0155—Additional features of the articulation with actuating means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于通过可调节的执行器在至少一个自由度上控制下肢的矫形外科关节以便使矫形外科装置与行走状况相匹配的方法，该矫形外科装置具有连接在一个肢体上的上侧的连接装置和相对于所述连接装置在远中铰接地设置的矫形外科元件，所述行走状况不同于平面行走，该方法具有下述步骤：通过传感器检测该矫形外科装置的多个参数，将所检测的参数与已经借助于多个参数和/或参数变化曲线建立并且存储在计算机单元中的判据相比较，选择一个借助于所获得的参数和/或参数变化曲线而合适的判据，以及根据所选择的判据匹配运动阻力、运动幅度、驱动力和/或其变化曲线，以便控制与平面行走不同的特殊功能。

Description

用于控制矫形外科关节的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过可调节的执行器在弯曲方向和/或伸展方向上控制下肢的矫形外科关节以便使矫形外科装置与行走状况相匹配的方法，所述行走状况不同于平面行走。该矫形外科装置具有连接在一个肢体上的上侧的连接装置和相对于所述连接装置在远中铰接地设置的矫形外科元件。
背景技术
作为在后公开文件的DE 10 2006 021 802涉及通过弯曲方向上的可调节的阻尼来控制被动假膝关节以便使假肢装置与上楼梯相匹配，该假肢装置具有上侧的连接装置和与人造脚连接的连接元件，该人造脚固定在假膝关节上。在此，探测假脚的低力矩的抬起并且接着将抬高时相中的弯曲阻尼降低到一个适用于平面行走的水平以下。
发明内容
从该现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种用于控制矫形外科关节的方法，通过该方法可考虑特殊的行走状况并且保证矫形外科装置的匹配的特性。
根据本发明，该任务通过一种具有独立权利要求特征的方法来解决。该方法的有利的构型和进一步构型在从属权利要求中予以描述。
根据本发明，提出了一种用于在至少一个自由度上控制矫形外科关节的方法，对于该矫形外科关节不仅理解为下肢的假关节，而且理解为下肢的矫正关节，该方法提出，通过可调节的执行器进行与不同行走状况的匹配，例如其方式是改变弯曲方向和/或伸展方向上的阻尼。集成有矫形外科关节的矫形外科装置在此可以是矫正器或假肢，例如具有用于假脚的远中的连接装置以及连接在肢体上的近中的连接装置的假膝关节。也提出，矫形外科装置仅具有一个假脚关节，该假脚关节具有一个固定在其中的人造脚和连接在小腿残肢上的连接装置。除了外用假体之外，也提出可通过该方法控制的膝关节矫正器或踝关节矫正器。在矫形外科膝关节中，将在矫正器的情况下具有脚接收器的小腿夹板和在假肢的情况下具有假脚的小腿筒看作相对于连接装置在远中铰接地设置的矫形外科元件。在用于踝关节的矫形外科装置中，对于矫正器在小腿上设置脚接收器和固定装置，在假肢中，在小腿上设置有具有连接装置的假脚。
在矫形外科装置上设置有传感器，这些传感器检测矫形外科装置或肢体的多个参数。将这些所检测的参数与已经借助于多个参数和/或参数变化曲线建立的判据相比较。借助于这些存储在计算机单元中并且将矫形外科装置的确定的运动状态或承受负载状态配置给确定的行走状况的判据来选择一个借助于所获得的参数和/或参数变化曲线被看作是最匹配的确定判据。原则上存在可能性：基于所获得的参数或参数变化曲线的多个判据必须被看作是合适的。于是，或者借助于附加判据作出选择，或者实施多个特殊功能的叠加。传感器在此获得行走期间、优选平面行走期间的参数，由此，矫形外科装置的使用者可以引入特殊功能，而不必实施与自然模态不相应的运动。通过对各个参数的小偏差进行检测并且与行走期间的其它汇总成判据的参数和偏差相关联地进行分析处理，可估计即将来临的运动过称，由此可从行走起进行特殊功能的引入。由现有技术已经公知，特殊功能通过站立中不经常的运动过程来激活，例如通过前脚多次快速地承受负载或者通过由于脚后跟和前脚反常地交替地承受负载而进行波动运动来激活，而通过根据本发明的方法可从行走起进行转换，由此存在“直观的”控制，该控制不需要有意的转换行为。这使得尤其是对于假肢穿戴者而言穿戴舒适性提高并且可靠性提高，因为错误操作降低到最低或被排除。
为了控制与平面行走不同的特殊功能而提出，根据所选择的判据匹配运动阻力、运动幅度、驱动力和/或其变化曲线。特殊功能的控制或其引入借助于该所选择的判据或这些所选择的判据来进行并且包括例如使弯曲阻尼和/或伸展阻尼匹配于一个与适用于平面行走的水平不同的水平、松开闭锁装置、调节驱动装置和/或调节止挡。通过改变被动元件如液压装置、制动器或止挡的调节，不给矫形外科装置输入附加运动能量，由此，在此意义下也说是被动执行器。被动执行器的调节、例如流动横截面由于阀芯的移动而减小也需要能量，但该能量不造成假肢或矫正器的运动能量增加。对于主动执行器理解为泵、电驱动装置或可主动支持运动过程的类似装置。作为执行器可使用转换器、泵、电动机、能量储存器或其它驱动装置。作为能量储存器例如设置弹簧、压力储存器或可将储存在其中的能量受控制地输出给一个装置的类似装置。
以此方式可通过假膝关节实施特殊功能例如交替登楼梯并且使得登上楼梯对于假肢穿戴者而言容易，而不存在被照料的腿突然弯出或者被挡住在楼梯台阶下方的危险。另外，特殊功能由此可从不同的初始位置调出，例如当要从行走起、从站立起首先以被照料的侧或者首先以对侧上楼梯时，当要占据第一台阶或者已经达到最后的台阶时。当多个判据明显显示出可预料的确定行走模式或者可预料的行走状况时，特殊功能也可从初始位置通过多个不同的判据来调出。由此，总体上可实现关节的自动控制，而不必有意地由矫形外科装置的使用者进行与自然运动过程不同的行为。
由此，假肢/矫正器穿戴者可具有一个矫形外科装置，该矫形外科装置与对应的状况相匹配，而不必与扩展功能进行长时间的适应阶段。本发明利用这样的情况：所涉及的初始位置和行走状况具有特殊的显著的负载或负载序列或参数序列，这些负载或负载序列或参数序列适用于形成判据，以便调出特殊功能以及进行自由度、尤其是阻尼如弯曲阻尼和/或伸展阻尼的相应变化。
尤其是可通过调节阻尼来控制被动关节，也提出，松开或设定闭锁装置、例如止挡闭锁装置或者调节止挡，由此可实现可变化的屈曲角。此外可调节驱动装置，由此主动地调节矫形外科装置的确定元件，例如支持脚中或膝关节中的伸展运动或弯曲运动。
作为被考虑用于触发一个或多个特殊功能的判据的一个参数，可考虑在矫形外科装置的部件中、例如在矫正器的小腿夹板中或者在膝假肢的小腿筒中出现的轴向力或轴向力变化曲线。作为力变化曲线在此考虑轴向力的升高或下降、轴向力变化曲线的变化以及轴向力下降的速度。为了确定这些参数，使用力传感器，这些力传感器在矫形外科装置中确定轴向力。通过优选在短的循环中重复测量，于是可确定轴向力变化曲线。
另外提出，在选择特殊功能时作为待考虑的参数考虑关节角或关节角变化的变化曲线。关节角变化以行走期间绕关节轴线的摆动速度或加速度的构型获得。通过关节角例如可确定矫形外科装置的部件的相对位置，由此可探测行走的确定时相并且由此获得关于可预料的行走状况的结论或者获得或估计作用于矫形外科装置上的可预料的负载。
另外可考虑在关节中起作用的力矩、关节力矩变化或关节力矩变化的变化曲线作为参数，因为可给每个行走状况在确定的时刻配置一个确定的力矩值。通过一个时相本身中的关节力矩或者关节力矩变化的变化曲线可识别：矫形外科装置的使用者是否处于或者处于何种行走状况中并且必须进行何种附加的阻尼器调节，以便尽可能最佳地支持下一个行走状况。
另外提出，检测矫形外科装置的至少一个部件的竖直运动并且将其考虑作为用于确定特殊功能的引入的参数，如果该参数与其它参数一起处于一个确定的值范围之内并且由此满足确定的判据的话。除了也通过相应传感器探测的纯粹的竖直运动之外，也可考虑竖直运动的变化曲线、即竖直运动的速度或竖直加速度作为参数，以便获得患者处于何种初始位置中并且可预料何种行走状况。
令人吃惊地证实，也可考虑水平运动和/或水平运动的变化曲线作为参数。在用矫形外科装置登楼梯时已经证实，在行走期间，向后、即逆着行走方向被引导的小腿提供可靠的信号。在此，膝在行进方向上明显处于踝关节之前。
对于控制矫形外科装置有益的也在于，确定矫形外科装置的一个件在空间中的倾斜角，即一个部件在空间中具有何种倾斜度。这或者可通过绝对角度传感器来测量——该绝对角度传感器具有空间中的定向、例如重力方向作为参考参量，或者可通过从其它不同传感器数据用计算机获得来进行。除了瞬时倾斜角之外，也可考虑矫形外科装置的一个件的倾斜角变化或倾斜角变化的变化曲线作为参数，以便判定：在阻尼矫形外科装置时何时引入特殊功能以及引入何种特殊功能。倾斜角可通过计算由加速度传感器和陀螺仪测取的加速度和角速度来获得。
优选将多个参数或参数变化曲线、即两个或多个参数汇总成一个判据，以便可借助于传感器数据尽可能精确地获得初始状态以及精确地配置和判定引入何种特殊功能。
也提出，多个判据或多个判据的满足可引入一个特殊功能。由此考虑情况：特殊功能、例如交替的上楼梯从不同的行走速度、位置或者首先用被照料或未被照料的腿开始。因此可能发生：必须引入恰好一个特殊功能，但可满足不同的判据，由此恰好引入该特殊功能。
本发明的一个进一步构型提出，该控制方法在特殊功能中将着地时相和髋伸开时相中的伸展阻尼和/或弯曲阻尼提高到一个用于平面行走的摆动时相控制的阻尼以上的水平。由此可进行髋关节的以及膝关节和脚关节的受控制的伸展或伸开。
为了越过障碍需要在抬高时相中首先减小弯曲阻尼然后减小伸展阻尼，以便可进行尽可能大的步伐，因为必须超过障碍，例如超过门槛或处于地面上的物体，并且脚或假脚不应着落在较高一级的台阶上。但在脚着地之后提出，在特殊功能中，将着地时相中的弯曲阻尼和/或伸展阻尼提高到最大值，这不仅适用于交替登楼梯，而且适用于超过障碍，以便保证膝关节在伸开时避免内弯或者避免硬止挡在端部止挡中。也提出，直接在脚或假脚着地之前将伸开之前的伸展阻尼提高，由此，脚或假脚的定位通过可由患者直接控制的髋角来进行。弯曲阻尼提高到最大值具有优点：在髋伸开力矩不足时下沉减弱或得到避免。着地时相和髋伸开时相中的高的阻尼在此优选一直保持到髋完全伸开。
关节内部的原来的弯曲阻尼优选可根据膝角的变化来提高，因为通过膝角可获得关于初始状态的多个信息。一达到通常比在摆动时相控制中适用于平面行走的膝角大的确定膝角，就提高弯曲阻尼。作为替换方案或者作为补充，可根据作用于小腿筒或小腿部件上的轴向力来提高或降低弯曲阻尼。如果在膝几乎伸开时轴向力以足够快的程度下降直到近似0，则这是用于引入上楼梯过程的指示，由此可在阻尼器装置内部进行确定的控制。
作为替换方案提出，在矫形外科膝关节中，在作用于小腿筒上的轴向力下降到一个确定的水平以下以及膝关节已经伸开或正在伸开时引入特殊功能并且在此降低弯曲阻尼。作为附加参数可使用轴向力的绝对值，以便定义一个判据。如果轴向力下降到确定的水平以下，则引入特殊功能，其中，在特殊功能中于是降低弯曲阻尼。
作为补充或者作为替换方案提出，在矫形外科膝关节中，在小腿向后倾斜、膝关节伸开以及膝力矩低于一个确定的水平时引入特殊功能，其中，在特殊功能中将弯曲阻尼降低到一个确定的值以下。当膝关节明显处于踝关节之前时存在向后倾斜的小腿。
也提出，在向上竖直加速以及轴向力低于一个确定的水平时引入引起弯曲阻尼和/或伸展阻尼变化的特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
一个变型方案提出，在向后、即逆着行走方向水平加速以及轴向力低于一个确定的水平时引入特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
弯曲阻尼和/或伸展阻尼的调节优选在抬高时相和/或着地时相期间进行，例如当脚或假脚在抬高之后又着地并且然后测定轴向力的提高时进行。也可在膝角近似保持恒定时提高伸展阻尼和弯曲阻尼，因为这与很小的机械阻力相连接并且因此可相对节省能量地进行。弯曲阻尼可在抬高时相中降低到最小值，由此在每个系统中起作用的阻尼由于摩擦不再提高。
作为替换方案提出，在站立时相或摆动时相期间调节阻尼。
也可通过力传感器或力矩传感器来测定设置在远中的矫形外科元件的低力矩的抬高，其中，探测如不同阻尼的变化那样可机械地进行，以便获得待控制的矫形外科装置的尽可能简单的结构。在探测远中的矫形外科元件的低力矩的抬高之后，也可降低弯曲阻尼，确切地说降低到一个处于对于平面行走而言合适或最佳化的水平以下的水平。
由于通过降低弯曲阻尼而降低弯曲阻力，可获得允许假脚或脚着落在较高一级台阶上的关节角。在髋弯曲以及假脚或设置在远中的矫形外科元件低力矩地抬高时，可实现一个膝角，该膝角在髋被往前带动时或者在通过重力相应伸展时足以超过楼梯棱边或者越过障碍以及使假脚或设置在远中的矫形外科元件定位在楼梯台阶上方或者停止在障碍之后。在此有利的是，这样设计质量分布，使得质心尽可能设置在远中，由此，在矫形外科装置的总重量不增加的情况下实现在假脚或设置在远中的矫形外科元件低力矩地抬高时膝弯曲的期望效果。
可通过测量设置在远中的矫形外科元件的水平加速度和检测关节内部的屈曲来探测低力矩的抬高。
原则上也提出，通过预夹紧的弹簧机构在抬高时相中支持弯曲，除了膝弯曲也可进行脚的跖屈，由此用脚尖着地。
在弯曲阻尼降低完成之后可时间控制地调节自由伸展，由此仅还有系统固有的阻力在伸展方向上起作用。可机械地或电子地进行时间控制。优选在行走期间进行所述参数的获得，以便可在不中断运动过程的情况下通过执行器实现变化。
除了在伸展方向或弯曲方向上进行控制之外，也提出，控制在另一个自由度上进行，例如在内侧-外侧方向上，或者以其混合形式。这种控制例如在髋关节或踝关节中是有意义的。也可通过该控制来影响另外的旋转或平移的自由度。
附图说明
下面借助于附图对本发明的实施例进行详细说明。附图表示：
图1至图6用被动膝关节假肢交替上楼梯的示意性过程；
图7该方法的示意性视图；
图8至图10该方法的变型方案。
具体实施方式
图1中示出了一个带有膝关节假肢2的假肢穿戴者1，该膝关节假肢通过上侧的连接装置固定在大腿残肢上。假腿20与健康的对侧腿4站在一个楼梯台阶前面。
为了达到较高一级的台阶，必须绕楼梯棱边引导假脚6。如通过箭头7所示的主动的髋屈曲支持通过箭头8所示的被动的膝屈曲，该被动的膝屈曲由于假脚6的惯性以及从假膝关节2到假脚6的连接元件3的惯性而产生。为此需要最小的弯曲阻尼，以便在髋弯曲之后假脚6不向前摆动和朝踏步踢板运动或者运动到楼梯台阶5下方。在如图2中所示的抬起时相中目的在于，尽可能竖直向上地引导假脚6，必要时通过向后的轻微运动引入。对抬高的探测在此通过连接元件3与大腿之间的屈曲角α来进行或者通过在假脚6不弯曲的情况下连接元件3中的轴向力的减小来进行。上楼梯模式以及由此弯曲阻尼降低到低于正常摆动时相控制的值、优选降低到最小值也可通过假脚6向后的水平运动结合髋屈曲来探测。
在超过楼梯棱边并且如图2中所示的抬高时相结束之后，需要在楼梯台阶上可靠定位假脚6。为此必须使假脚6向前运动，这可以通过基于重力的伸展来进行。为此可以减小伸展阻尼，如果这在抬高时相中还没有进行的话。在伸开之前在弯曲和伸展中被充分阻尼的假膝关节2可实现通过假肢穿戴者1定位假脚6，其方式是改变髋角。在降低和髋伸开时相中，弯曲和伸展优选被强烈阻尼，以便除了控制着地之外还防止在髋伸开力矩不足的情况下自发回落。伸展保持被阻尼，以便可控制髋和膝伸开时的速度。这在图3中示出。
在图4中，着地时相结束。假肢穿戴者1可以通过髋伸开力矩引入膝伸开。膝伸开可通过健康脚的伸展来支持。
图5中示出了通过施加髋力矩而增加的膝伸开。增加的膝伸开使有效杠杆缩短并且使通过髋伸开进行的膝伸开容易。
图6中示出了设置有膝关节假肢2的腿的完全伸展。对侧腿4被引导从假腿20旁边经过并且放置到较高一级的台阶上，由此可用被动膝关节假肢交替上楼梯。
因此这样调节所述控制：在抬高假脚6期间调节弯曲阻力，该弯曲阻力允许可实现假脚6踏在紧下一个台阶上的膝角α。通过弹簧机构支持弯曲可使抬高和台阶高度的超过容易。
如果在通过探测到低力矩的抬高而触发上楼梯模式之后不要进行任何动作，则调节自由伸展，其中，自由伸展的调节根据时间进行。该时程(Zeitglied)也可机械地进行。如果健康腿首先着地并且第二个楼梯台阶才要由设置有假肢的腿超过，则低力矩的抬高的探测可通过惯性来进行。如果首先进行假脚的放松并且然后进行假膝关节中的屈曲，则应调节上楼梯。抬高时相之后、即髋伸开时相期间伸展方向上的以及弯曲方向上的阻尼都被保持，直到达到或者探测到假膝关节的完全伸展。
图7中示出了该方法的示意性视图。从通过假肢或矫正器上的传感器获得的初始位置A起，将传感器数据与预给定的值或值范围相比较，这些值或值范围存储在储存器单元中并且汇总成不同的判据K。优选来自传感器的多个信号状态或信号变化曲线描述一个判据K。
如果例如结合膝角和竖直运动测量到一个确定的轴向力，则可在传感器的相应的值下得到判据：应调节超过障碍的特殊功能S，这使得伸展阻尼和弯曲阻尼被相应调节。类似地，在轴向力快速下降时，在膝已经伸开或正在伸开时以及在轴向力低于一个水平时，可满足用于超过障碍的特殊功能S的判据K，由此必须进行相应的阻尼调节。所获得的判据K分别触发所需的动作，例如减小或提高弯曲阻尼和/或伸展阻尼、松开闭锁装置、调节驱动装置或者校正或撤销止挡。
障碍的超过例如也可在轴向力下降到确定的水平以下并且膝伸开时探测，也可通过满足小腿或小腿夹板在空间中的确定倾斜度、膝角和小的膝力矩来给出一个判据。在膝伸开以及轴向力水平相对小时向上的竖直加速度也可以是用于特殊功能、例如超过障碍或交替登楼梯的判据。
另外，从初始位置A起多个信号状态或变化曲线可与不同的判据K相比较。多个判据K相互间以及一个判据K中的多个信号状态的调谐提供更高的可靠性。一个判据K之内的信号状态或变化曲线的数量越大，矫形外科装置或患者的对应状态就可越精确低获得并且由此行走状况也越精确地得到描述。基于该信息或用于判据K的预给定参数之内的信号状态或变化曲线于是例如可在阻尼器特性方面以及在矫形外科装置的运动过程方面进行有目的的变化。
多个判据K可触发相同的特殊功能K，由此可在运动状态的正确探测方面实现很大程度的保险。这是必需的，因为特殊功能S如障碍的越过或交替的上楼梯或下楼梯在其运动过程方面与平面行走的运动过程明显不同，但从平面行走识别这种特殊功能S是困难的。以前这样来应对：为了调节特殊功能S，实施特别显著的运动，例如用前脚多次跷动，而通过本方法可进行阻尼特性与对应行走状况的自动匹配。
平面行走通常需要使在脚抬高之后应向前移的腿缩短。如果腿没有缩短，则可通过抬高髋或者环形运动产生足够的离地净高。在生理学上，腿也通过膝屈曲来缩短。在替代膝和小腿的腿假肢中，在行走时小腿的质量情况以及时间和电动的边缘条件使得小腿过远地向后摆出，因此腿假肢不及时地伸开并且由此可承受负载。患者因此行走非常缓慢或者假肢配备合适的摆动时相控制装置，该摆动时相控制装置使小腿往复运动特性受到明显阻尼。有工作能力的弯曲阻尼器系统考虑不同的行走速度并且始终提供这样多的腿部活动空间，使得假肢使用者不绊住，但腿对于后面的承受负载时相及时地又伸开。使用者行走越快，阻尼器作用越强。
但为了上楼梯，膝必须比为了平面行走更明显地屈曲，以便避免在待超过的楼梯台阶棱边上被挡住。为了用一步超过较小的障碍，也可使用降低的弯曲阻尼。但为此所需的低的弯曲阻尼出于上述原因不适用于平面行走。为了分别探测下一步所需的弯曲阻尼，可汇总一个判据之内的多个传感器数据并且在满足相应参数时触发一个特殊功能。如果对小腿在空间中的倾斜进行分析处理，则可在假肢或矫正器不承受负载以及膝不屈曲时激活用于上楼梯的低的弯曲阻力。如果假腿在膝伸开时放松，则可已经在假肢完全放松之前通过负载下降的速度激活用于上楼梯的低的弯曲阻力。使用者由此有更多时间引入屈曲。为了避免弯曲阻尼过早地被去激活，例如当在路段不平的情况下在车辆上站立时探测到轴向力下降时，轴向力的绝对值被考虑作为用于一个判据的附加参数。
也可通过对大腿和小腿角度变化曲线彼此间进行分析处理来探测上楼梯与平面行走之间的差别。如果大腿稍微向后屈曲，则应考虑弯曲阻尼降低。
对于脚关节的控制有利的是测定：为了超过楼梯台阶或障碍，脚趾或前脚区域向后运动。在脚后跟着地时则不应允许背屈，以便使上楼梯容易。与此相应，着地之后抵抗背屈的阻力提高。而在下楼梯时，在着地时期望强的跖屈。为了可实现假脚或脚接收器全面着地，应允许背屈，但这在更高的程度上带有阻力地进行，以便保证受控制的停止。
原则上在关节装置、尤其是膝关节中也需要伸开阻力，以便引导患者主动控制和动作。可实现下楼梯的矫形外科膝关节已由现有技术公知。借助于弯曲方向上的高阻尼，矫形外科装置的使用者可在膝关节上受控制地下沉并且由此达到下一个楼梯台阶。高的弯曲阻尼使得运动均匀并且由此使对侧放松。在上楼梯上，在健康膝关节中运动通过使膝伸开的力矩来支持。该力矩通过肌肉提供。公知了一种矫形外科装置，这种矫形外科装置具有膝关节，该膝关节可借助于执行器实现膝伸开。由于所需的能量和产生的力，需要相对重且与外部能量相关的膝关节。
在下肢的矫正器或假肢中，在很多情况下可由髋产生足够高的伸开力矩，以便使膝在上楼梯时伸开。但膝一开始伸开，该膝就关于身体重心向后运动，由此，使膝伸开的力矩提高。该效果是自动增强的。由于有效杠杆臂增大，随着硬的不舒适的端部止挡而进行不受控制的伸开。为了保证在不输入外部能量的情况下矫形外科装置的特性与登楼梯相匹配而提出，在控制中通过可调节的执行器在踩在较高一级的楼梯台阶上之后显著提高伸开阻尼。该阻尼抵抗作用于膝关节上的伸开力矩并且优选这样选择，使得可实现几乎恒定的可良好控制的伸开。这通过恒定的阻尼就可以得到保证。也可设置随着伸开而增大的阻尼，以便补偿膝关节随着膝关节相对于身体重心伸开增大而经受更大的有效杠杆臂的效应。
用屈曲的膝关节踩在较高一级的台阶上可选择地通过安置在矫形外科装置上的传感器或通过在踩地时可机械地操作的执行器、例如由于作用于矫形外科装置上的轴向力在关节中可移动的活塞来实施。伸展阻尼在此提高到一个明显超过用于平面行走的水平的水平。
图8中示出了本发明的一个变型方案，在该变型方案中，从初始位置A1起，通过多个判据K可调出一个特殊功能S1。如果在矫形外科装置上获得多个参数，则可将不同的参数汇总成不同的判据。由此，两个不同的判据可使一个特殊功能S引入。
图9中示出了本发明的一个变型方案，在该变型方案中表明，从不同的初始位置A1、A2起，通过不同的判据K可调出恰好一个特殊功能S1。
最后，图10中示出，从初始位置A1起，通过不同的判据K和参数变化曲线可转换到不同的特殊功能S1、S2、S3。因此可能发生：在初始状况A1中存在对应的参数的相同的瞬时值，例如轴向力、膝角和力矩，但通过其变化曲线可预测不同的行走状况并且因此引入相应的特殊功能S1、S2、S3，其方式是接通或关断驱动装置，释放能量储存器，改变阻尼器装置或激活制动器。也可调节止挡或松开闭锁装置。

Claims (26)

1.用于通过可调节的执行器在至少一个自由度上控制下肢的矫形外科关节以便使矫形外科装置与行走状况相匹配的方法，该矫形外科装置具有连接在一个肢体上的上侧的连接装置和相对于所述连接装置在远中铰接地设置的矫形外科元件，所述行走状况不同于平面行走，该方法具有下述步骤：
-通过传感器检测该矫形外科装置的多个参数，
-将所检测的参数与已经借助于多个参数和/或参数变化曲线建立并且存储在计算机单元中的判据相比较，
-选择一个借助于所获得的参数和/或参数变化曲线而合适的判据，以及
-根据所选择的判据匹配运动阻力、运动幅度、驱动力和/或其变化曲线，以便控制与平面行走不同的特殊功能。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：作为执行器使用转换器、泵、能量储存器和/或电动机。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：作为参数考虑关节角和/或关节角变化的变化曲线。
4.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：作为参数考虑轴向力和/或轴向力变化曲线。
5.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：作为参数考虑关节力矩和/或关节力矩变化的变化曲线。
6.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：考虑竖直运动和/或竖直运动的变化曲线作为参数。
7.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：考虑水平运动和/或水平运动的变化曲线作为参数。
8.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：考虑该矫形外科装置的一个件在空间中的倾斜角和/或该矫形外科装置的一个件的倾斜角变化的变化曲线作为参数。
9.根据上述权利要求至少之一的方法，其特征在于：将至少两个参数或参数变化曲线汇总成一个判据。
10.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：多个判据可引入一个特殊功能。
11.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在特殊功能中，将着地时相和髋伸开时相中的伸展阻尼和/或弯曲阻尼提高到一个用于平面行走的摆动时相控制的阻尼以上的水平。
12.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在特殊功能中，将着地时相中的弯曲阻尼和/或伸展阻尼提高到最大值。
13.根据权利要求11或12的方法，其特征在于：在特殊功能中，将着地时相和髋伸开时相中的经调节的弯曲阻尼和/或伸展阻尼一直保持到完全的髋伸开。
14.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在矫形外科膝关节中，在作用于小腿上的轴向力下降以及膝关节已经伸开或正在伸开时引入特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于：附加地考虑轴向力低于确定的水平以下。
16.根据权利要求1至13之一的方法，其特征在于：在矫形外科膝关节中，在小腿向后倾斜、膝关节伸开以及膝力矩低于一个确定的水平时引入特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
17.根据权利要求1至13之一的方法，其特征在于：在向上竖直加速以及轴向力低于一个确定的水平时引入特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
18.根据权利要求1至13之一的方法，其特征在于：在向后水平加速以及轴向力低于一个确定的水平时引入特殊功能并且在特殊功能中降低弯曲阻尼。
19.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在抬高时相和/或着地时相期间调节阻尼。
20.根据权利要求1至18之一的方法，其特征在于：在站立时相期间或在摆动时相期间调节阻尼。
21.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：通过力传感器或力矩传感器来探测所述设置在远中的矫形外科元件的低力矩的抬高。
22.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：通过测量所述设置在远中的矫形外科元件的竖直加速度和检测关节中的屈曲来探测低力矩的抬高。
23.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：通过预夹紧的弹簧机构在抬高时相中支持弯曲。
24.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在弯曲阻尼降低完成之后时间控制地调节自由伸展。
25.根据权利要求24的方法，其特征在于：机械地或电子地进行时间控制。
26.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：在行走期间进行所述参数的获得。
CN2008801240772A 2007-11-07 2008-11-05 用于控制矫形外科关节的方法 Active CN101909553B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007053389.8 2007-11-07
DE102007053389A DE102007053389A1 (de) 2007-11-07 2007-11-07 Verfahren zur Steuerung eines orthopädischen Gelenkes
PCT/DE2008/001821 WO2009059594A2 (de) 2007-11-07 2008-11-05 Verfahren zur steuerung eines orthopädischen gelenkes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101909553A true CN101909553A (zh) 2010-12-08
CN101909553B CN101909553B (zh) 2013-11-27

Family

ID=40521507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801240772A Active CN101909553B (zh) 2007-11-07 2008-11-05 用于控制矫形外科关节的方法

Country Status (9)

Country Link
US (3) US9877849B2 (zh)
EP (2) EP2222253B1 (zh)
JP (2) JP5968591B2 (zh)
CN (1) CN101909553B (zh)
CA (1) CA2704792C (zh)
DE (1) DE102007053389A1 (zh)
RU (1) RU2484789C2 (zh)
TW (1) TWI494095B (zh)
WO (1) WO2009059594A2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602650A (zh) * 2012-07-03 2015-05-06 奥托·博克保健有限公司 矫形关节装置或假肢关节装置和用于控制其的方法
CN104661620A (zh) * 2012-08-02 2015-05-27 奥托·博克保健有限公司 矫形器控制
CN108076624A (zh) * 2015-05-18 2018-05-25 因文图斯工程有限公司 假体部件或外骨骼部件以及方法
CN113905690A (zh) * 2019-06-05 2022-01-07 奥托·博克保健产品有限公司 用于控制人造膝关节的方法

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050107889A1 (en) 2003-11-18 2005-05-19 Stephane Bedard Instrumented prosthetic foot
US7815689B2 (en) 2003-11-18 2010-10-19 Victhom Human Bionics Inc. Instrumented prosthetic foot
US8057550B2 (en) 2004-02-12 2011-11-15 össur hf. Transfemoral prosthetic systems and methods for operating the same
US7637959B2 (en) 2004-02-12 2009-12-29 össur hf Systems and methods for adjusting the angle of a prosthetic ankle based on a measured surface angle
EP1848380B1 (en) 2004-12-22 2015-04-15 Össur hf Systems and methods for processing limb motion
DE102006021802A1 (de) 2006-05-09 2007-11-15 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg Steuerung eines passiven Prothesenkniegelenkes mit verstellbarer Dämpfung
GB0701662D0 (en) 2006-12-14 2007-03-07 Blatchford & Sons Ltd A lower limb prosthesis
US7985265B2 (en) * 2006-12-14 2011-07-26 Chas. A. Blatchford & Sons Limited Prosthetic ankle and foot combination
US8435309B2 (en) 2007-01-05 2013-05-07 Victhom Human Bionics Joint actuation mechanism for a prosthetic and/or orthotic device having a compliant transmission
WO2008080232A1 (en) 2007-01-05 2008-07-10 Victhom Human Bionics Inc. High torque active mechanism for orthotic and/or prosthetic devices
US10842653B2 (en) 2007-09-19 2020-11-24 Ability Dynamics, Llc Vacuum system for a prosthetic foot
DE102007053389A1 (de) * 2007-11-07 2009-05-20 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Verfahren zur Steuerung eines orthopädischen Gelenkes
DE102008008284A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-13 Otto Bock Healthcare Gmbh Orthopädisches Kniegelenk sowie Verfahren zur Steuerung eines orthopädischen Kniegelenkes
DE102009052890A1 (de) 2009-11-13 2011-05-19 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines künstlichen orthetischen oder prothetischen Gelenkes
DE102009052894A1 (de) 2009-11-13 2011-06-01 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines künstlichen orthetischen oder prothetischen Gelenkes
DE102009052895A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-19 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines künstlichen orthetischen oder prothetischen Kniegelenkes
DE102009052887B4 (de) * 2009-11-13 2016-09-15 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren zur Steuerung eines orthetischen oder prothetischen Gelenkes einer unteren Extremität
DE102009052893A1 (de) 2009-11-13 2011-05-19 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines künstlichen orthetischen oder prothetischen Gelenkes
DE102009052888A1 (de) 2009-11-13 2011-05-19 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines künstlichen orthetischen oder prothetischen Gelenkes
TWI502389B (zh) * 2009-11-17 2015-10-01 Ind Tech Res Inst 生物力學分析系統與方法
EP2533728B1 (en) * 2010-02-12 2021-05-05 Proteor USA, LLC Method of optimizing a prosthetic joint system and corresponding prosthetic joint system
EP2621414B1 (en) 2010-09-29 2019-03-13 Össur HF Prosthetic and orthotic devices and methods and systems for controlling the same
US9060884B2 (en) 2011-05-03 2015-06-23 Victhom Human Bionics Inc. Impedance simulating motion controller for orthotic and prosthetic applications
DE102012003369A1 (de) 2012-02-22 2013-08-22 Otto Bock Healthcare Gmbh Verfahren zur Steuerung eines künstlichen Orthesen- oder Prothesenkniegelenks
JP5967697B2 (ja) * 2012-03-08 2016-08-10 国立大学法人 香川大学 膝継手
JP5967700B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 国立大学法人 香川大学 膝継手
WO2014133975A1 (en) 2013-02-26 2014-09-04 össur hf Prosthetic foot with enhanced stability and elastic energy return
DE102013013810B3 (de) 2013-08-22 2015-02-19 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren zur Steuerung eines künstlichen Orthesen- oder Prothesenkniegelenkes
TW201521700A (zh) * 2013-12-11 2015-06-16 Teh Lin Prosthetic & Orthopaedic Inc 具有自動調整阻力層級功能的義肢膝關節及其調整方法
DE102014100460A1 (de) * 2014-01-16 2015-07-16 Tyromotion Gmbh Anordnung zur unterstützenden Beeinflussung einer Bewegung, Rehabilitationssystem und Bewegungsunterstützungssystem
WO2015157723A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 össur hf Prosthetic foot with removable flexible members
EP3193789B1 (en) 2014-09-19 2019-08-21 Össur HF Variable stiffness prosthetic foot
DE102015106392B4 (de) * 2015-04-24 2020-07-09 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren zur Steuerung der Standphasendämpfung eines künstlichen Kniegelenks
DE102015106389B4 (de) * 2015-04-24 2016-11-10 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Verfahren zur Steuerung eines künstlichen Kniegelenkes
DE102017111558B3 (de) * 2017-05-26 2018-08-16 Ralph Scharpenberg E.K. Gelenkprothese
DE102017131319B4 (de) * 2017-12-27 2019-07-04 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Orthopädietechnische Einrichtung und Verfahren zu deren Steuerung
DE102021006127A1 (de) 2021-12-13 2023-06-15 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Orthopädietechnische Elnrichtung und Verfahren zu deren Steuerung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074109A (zh) * 1991-12-05 1993-07-14 奥托伯克矫形外科工业产业管理两合公司 在膝上假肢中控制人造膝关节动作的系统
WO2001072245A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-04 Massachusetts Institute Of Technology Speed-adaptive and patient-adaptive prosthetic knee
GB2367753A (en) * 1997-08-15 2002-04-17 Blatchford & Sons Ltd A lower limb prosthesis
WO2006069264A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 össur hf Systems and methods for processing limb motion
US20060224246A1 (en) * 2004-02-12 2006-10-05 Clausen Arinbjorn V Systems and methods for adjusting the angle of a prosthetic ankle based on a measured surface angle
US20070050047A1 (en) * 2005-09-01 2007-03-01 Ragnarsdottlr Heidrun G System and method for determining terrain transitions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5971746A (ja) 1982-10-19 1984-04-23 工業技術院長 動力義足
US5662693A (en) * 1995-06-05 1997-09-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Mobility assist for the paralyzed, amputeed and spastic person
GB9813904D0 (en) * 1997-08-15 1998-08-26 Blatchford & Sons Ltd A lower limb prosthesis
DE19859931A1 (de) * 1998-12-24 2000-07-06 Biedermann Motech Gmbh Beinprothese mit einem künstlichen Kniegelenk und Verfahren zur Steuerung einer Beinprothese
JP3436513B2 (ja) * 2000-02-08 2003-08-11 有限会社長崎かなえ義肢製作所 義 足
US7918808B2 (en) * 2000-09-20 2011-04-05 Simmons John C Assistive clothing
US20060184280A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Magnus Oddsson System and method of synchronizing mechatronic devices
CN1929797B (zh) * 2004-02-12 2010-05-26 奥瑟Hf公司 用于运动受控制的足单元的系统和方法
CA2559890C (en) * 2004-03-10 2014-01-07 Ossur Hf Control system and method for a prosthetic knee
GB0419480D0 (en) * 2004-09-02 2004-10-06 Univ Surrey Movement description and analysis
US20060249315A1 (en) * 2005-03-31 2006-11-09 Massachusetts Institute Of Technology Artificial human limbs and joints employing actuators, springs, and variable-damper elements
AU2006236579B2 (en) * 2005-04-13 2011-09-22 The Regents Of The University Of California Semi-powered lower extremity exoskeleton
AU2006279208C1 (en) * 2005-08-10 2011-10-20 Bionic Power Inc. Methods and apparatus for harvesting biomechanical energy
AU2007223733B2 (en) * 2006-03-09 2013-01-10 The Regents Of The University Of California Power generating leg
DE102006021802A1 (de) 2006-05-09 2007-11-15 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg Steuerung eines passiven Prothesenkniegelenkes mit verstellbarer Dämpfung
DE102007053389A1 (de) * 2007-11-07 2009-05-20 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Verfahren zur Steuerung eines orthopädischen Gelenkes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074109A (zh) * 1991-12-05 1993-07-14 奥托伯克矫形外科工业产业管理两合公司 在膝上假肢中控制人造膝关节动作的系统
GB2367753A (en) * 1997-08-15 2002-04-17 Blatchford & Sons Ltd A lower limb prosthesis
WO2001072245A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-04 Massachusetts Institute Of Technology Speed-adaptive and patient-adaptive prosthetic knee
US20060224246A1 (en) * 2004-02-12 2006-10-05 Clausen Arinbjorn V Systems and methods for adjusting the angle of a prosthetic ankle based on a measured surface angle
WO2006069264A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 össur hf Systems and methods for processing limb motion
US20070050047A1 (en) * 2005-09-01 2007-03-01 Ragnarsdottlr Heidrun G System and method for determining terrain transitions

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602650A (zh) * 2012-07-03 2015-05-06 奥托·博克保健有限公司 矫形关节装置或假肢关节装置和用于控制其的方法
CN104661620A (zh) * 2012-08-02 2015-05-27 奥托·博克保健有限公司 矫形器控制
CN108076624A (zh) * 2015-05-18 2018-05-25 因文图斯工程有限公司 假体部件或外骨骼部件以及方法
CN108076624B (zh) * 2015-05-18 2020-01-17 因文图斯工程有限公司 假体部件或外骨骼部件以及操作它们的方法
CN113905690A (zh) * 2019-06-05 2022-01-07 奥托·博克保健产品有限公司 用于控制人造膝关节的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10952875B2 (en) 2021-03-23
WO2009059594A3 (de) 2009-08-06
JP5968591B2 (ja) 2016-08-10
EP3001984B1 (de) 2018-08-22
CN101909553B (zh) 2013-11-27
US20100305716A1 (en) 2010-12-02
TWI494095B (zh) 2015-08-01
TW200930340A (en) 2009-07-16
JP6109793B2 (ja) 2017-04-05
EP3001984A1 (de) 2016-04-06
EP2222253A2 (de) 2010-09-01
JP2015013172A (ja) 2015-01-22
CA2704792C (en) 2016-05-17
JP2011502593A (ja) 2011-01-27
CA2704792A1 (en) 2009-05-14
DE102007053389A1 (de) 2009-05-20
EP2222253B1 (de) 2015-09-30
US20210205100A1 (en) 2021-07-08
US20180177617A1 (en) 2018-06-28
RU2010122990A (ru) 2011-12-20
WO2009059594A2 (de) 2009-05-14
US9877849B2 (en) 2018-01-30
RU2484789C2 (ru) 2013-06-20
EP3001984B8 (de) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101909553B (zh) 用于控制矫形外科关节的方法
US11285025B2 (en) Prosthetic hydraulic joint with accumulator and methods for controlling joint
US11576795B2 (en) Prosthetic ankle and method of controlling same based on decreased loads
US8298294B2 (en) Method for controlling an orthopedic foot
CN101453963B (zh) 具有可调阻尼的被动假膝关节的控制方法
CN107530173B (zh) 用于控制人造关节中的阻尼改变的方法
RU2533967C2 (ru) Способ и устройство для управления ортезом или протезом сустава
JP2002533161A (ja) 人工膝関節を備える脚用人工装具および脚用人工装具を制御するための方法
US20230398005A1 (en) Method for controlling a prosthetic foot
JP2022534686A (ja) 人工膝関節を制御する方法
JP2023534427A (ja) 義肢又は装具を制御する方法
US20220287856A1 (en) Method for Controlling a Prosthetic Foot
JP2023534396A (ja) 義肢又は装具の制御方法
US20240033108A1 (en) Method of controlling a joint of an orthopaedic technology device and joint of this kind

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant